Polümeeride tüübid ja omadused

Vähesed inimesed mõtlevad sellele, mis võib ühist olla puul, õhupallil, DNA-l ja mänguasjal Slime? Kõik on polümeerid. Nende ainulaadsete ainete kasutamine ja roll meie elus on nii suur, et ilma nendeta poleks tänapäevast tsivilisatsiooni.

Mis on polümeerid? Need on suured molekulid, mis koosnevad väiksematest molekulidest – monomeeridest, mis on omavahel tugevate kovalentsete sidemetega joodetud. Mõned on ahel ühest korduvalt korduvast monomeerist, teised aga mitmest. Valgupolümeerid on kõigi elusolendite ehitusplokid.

Kaasaegsed tehnoloogiad ja rakendused

Polümeersed materjalid on nende kasulike omaduste tõttu laialdaselt kasutusel kaasaegsetes tehnoloogiates. Kus polümeere kasutatakse? Näiteks teavad kõik pannide kattekihina kasutatavat tefloni või kevlarit, polümeeri, mis on nii tugev, et teeb kergest soomusvestist, mis on terasest palju tugevam.

Polümeere on kasutatud ka lennukiehituses, kuna need on väga kerged ja vastupidavad. Nendest materjalidest valmistatakse erinevaid lennukiosi. Juhtivad polümeerid luuakse polümeeri värvimisel leelismetalli aatomitega, mis muudavad selle metalliliseks.

Polümeere iseloomustab tohutu mehaaniline tugevus ja paindlikkus. See on tingitud nende liigeste paindlikkusest polümeeriahelas. Teadaolevalt plast paindub hästi ja see omadus võimaldab seda kasutada elektroonikas (mobiiltelefonides on paljud osad plastikust). 

Need materjalid moodustavad kunstkangaste (nagu nailon), plasti ja kummi aluse. Kõik tehispolümeerid on valmistatud naftast. Selleks kasutatakse järgmisi keemilisi reaktsioone:

• liitumised;
• kondensatsioon.

Vaadake videot selle kohta, mis on polümeerid.

Liitumisreaktsioon on lihtne: vaba radikaal või paaritu elektroni sisaldav osake lõhub monomeeride ahelas oleva sideme ja loob aktiivse tsentri, mis seob enda külge uue monomeeri. Seega ehitatakse uus polümeerkett. Keemilise reaktsiooni käigus, mida nimetatakse kondenseerumiseks, eralduvad veemolekulid.

Sünteetiliste polümeeride leiutamine, tüübid ja rakendused

Esimesed sünteetilised polümeerid saadi juhuslikult, mitmete keemiliste reaktsioonide kõrvalmõjuna. Alguses polnud uute ainete kasulikkus ilmne ja need visati prügikasti, kuni keemik Leo Baekeland plasti leiutas. Kõrge temperatuuriga kokkupuutel võib see materjal võtta mis tahes kuju, nii et sellest valmistati telefoniümbrised, laste mänguasjad ja elektriisolaatorid. Esialgu nimetati uus aine selle leiutaja järgi – "bakeliidiks" ja see muljetavaldav avastus pani aluse plasti- ja polümeeritööstuse kiirele arengule.

Täiesti juhuslikult avastati ka teine ​​kuulus polümeer, millest Slime mänguasi on valmistatud. Teise maailmasõja ajal vajas USA armee hädasti sünteetilist kummi. General Electricu keemikute rühm sai ebaõnnestunud katse käigus mastiksiga sarnase plastilise aine. Uus aine ei sobinud kummiks, kuid oli erakordse elastsusega. Peagi hakkasid nad sellest maailmakuulsat mänguasja tootma.

Polümeeride tüübid ja nende omadused 

Praeguseks on loodud mitut tüüpi polümeere, mida kasutatakse peamiste konstruktsioonimaterjalidena ja haruldaste metallide asendajatena.

Neil on palju kasulikke omadusi:

Mis on polümeerid? On termoplastilisi ja termoreaktiivseid polümeere. Nendel ainetel on erinev molekulide kuju ja struktuur, nii et termoplastseid polümeere saab kuumutada ja töödelda mitu korda ning termoreaktiivseid – ainult üks kord.

Neid sünteetilisi materjale kasutatakse laialdaselt tööstuses ja igapäevaelus, nii et erinevat tüüpi polümeerid ja nende omadused on igale inimesele lapsepõlvest tuttavad:

• polüetüleen (kõrgsurve) on materjal, millega inimesed igapäevaselt kokku puutuvad. See on suurepärane dielektrik, mis on vastupidav agressiivsele keskkonnale. Polüetüleenist on valmistatud torud, erinevad mahutid (kanistrid), kotid, šampoonid, õhukesed osad;
• polüetüleen (madal rõhk) on ohutu materjal plastpakendite, toidunõude, pudelite jaoks;
• polüstüreen on täppisinstrumentide, pakkekile, niitide alusaine. Selle kasulike omaduste hulka kuuluvad: läbipaistvus, vee- ja külmakindlus, dielektrilisus. Miinused: süttivus, rabedus, madal soojusjuhtivus;
• polüvinüülkloriid on kõige ohtlikum sünteetiline aine, millest valmistatakse palju majapidamistarbeid. Nimekirjas on: puistepurgid, PVC-aknad, põrandakatted, aiamööbel, köögiõlilapid, vannikardinad, venitatavad laekiled ja erinevad laste mänguasjad. Materjal on väga kantserogeenne, seetõttu on soovitatav selle kasutamist vähendada. 

Plasti võib omistada eraldi, väga levinud polümeeride tüübile. See on polümeeri kombinatsioon mitmesuguste ainetega: värvained, kõvendid, stabilisaatorid, plastifikaatorid jne.

Polümeeride puudused

Polümeeride tootmise peamiseks puuduseks on see, et nende prügilatesse ja maailmamerre suunatavad jäätmed on väga mürgised ja võivad põhjustada tõsiseid haigusi, sealhulgas vähki. Näiteks on ohtlikud polüstüreeni, plasti, polüetüleeni ja polüvinüülkloriidi lagunemissaadused. Need materjalid on disainitud olema vastupidavad, õhutihedad ja tugevad, seega lagunevad nad looduses väga kaua. Mõned neist materjalidest ei lagune, vaid lagunevad ainult väikesteks osakesteks, mis sisenevad loomade ja mereelustiku kehasse ning koos sellega ka inimestele toiduks.